Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Signal-Klassifizierung t x(t) t t t analoges Signal (zeit- und wertkontinuierlich) zeitdiskretes, wertkontinuierliches Signal digitales Signal (zeit- und.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Signal-Klassifizierung t x(t) t t t analoges Signal (zeit- und wertkontinuierlich) zeitdiskretes, wertkontinuierliches Signal digitales Signal (zeit- und."—  Präsentation transkript:

1 Signal-Klassifizierung t x(t) t t t analoges Signal (zeit- und wertkontinuierlich) zeitdiskretes, wertkontinuierliches Signal digitales Signal (zeit- und wertdiskret) z.B. binäres Signal TsTs -T s Abtastung Quantisierung Codierung DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 1

2 Natural Sampling und ideale Abtastung t x(t) t = nT s T0T0 t TsTs -T s T0T0 t TsTs T0T0 t x(t) t = nT s t t TsTs -T s TsTs x s (t) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 2

3 Spektrum abgetastetes cos-Signal Zeitbereich Frequenzbereich fsfs 1. Nyquistzone 2. Nyquistzone -f s x(t) x s (t) = x(nT s ) = x[n] 2. Nyquistzone T s ·X s (f) … … DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 3

4 SHA im ADC ADC Encoder Timing sampling clock analoger Input digitaler Output track (S zu) S track (S zu) hold (S offen) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 4

5 Aliasing und Rekonstruktion f X s (f) fsfs 2f s 3f s - f s - 2f s - 3f s Fall f s >2f g H TP (f) f X(f) fgfg f X s (f) fsfs - f s - 2f s - 3f s - 4f s 2f s 3f s 4f s Fall f s <2f g Aliasing Spiegelspektren (Images) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 5

6 Digitalisierungssystem Anti-Aliasing- Filter H(f) Post-Filter* ZOH- Kompensation* ADC DSP DAC mit ZOH* fsfs fsfs f g < f s /2 * Komponenten Rekonstruktionsfilter f IH(f)I f s /2 Durchlass- bereich Übergangs- bereich Sperr- bereich DR fsfs f s -f g fgfg DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 6

7 Idealer Rekonstruktions-Tiefpass Normierte Frequenz f / f s Normierte Zeit t · f s Frequenzbereich Zeitbereich H(f) T s · h(t) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 7

8 Ideale Rekonstruktion (Zeitbereich) ideal abgetastetes Signal x s (t) idealer TP rekonstruiertes Signal x(t) t TsTs x(T s ) x(t) = cos(2π(f s /16)t) f g =f s /2 Interpolationsfunktionen DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 8

9 Zero-Order-Hold am DAC-Ausgang t h ZOH (t) -4 dB (kompensierbar) -14 dB Amplitudengang ZOH-Filter Postfilter TsTs 1 DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 9

10 DSV 1, 2006/01, Hrt, ADC-DAC, 10 Visualisierung Abtastung + Rekonstruktion

11 Undersampling f OriginalImage fsfs 2f s f Image fsfs 2f s Original f Image fsfs 2f s Original 1. Nyquistzone2. Nyquistzone3. Nyquistzone 4. Nyquistzone Abtastung Basisbandsignal Abtastung BP-Signal in ungerader Nyquistzone Abtastung BP-Signal in gerader Nyquistzone (Kehrlage) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 11

12 Quantisierungskennlinie x(nT s ) x q (nT s ) Δ/2Δ2Δ2Δ3Δ3Δ Δ3Δ 2Δ2Δ Δ -3Δ-2Δ-Δ-Δ -4Δ -Δ-Δ -2Δ -3Δ -4Δ out of range Quantisierer x(nT s ) x q (nT s ) x(nT s ) x q (nT s ) ε(nT s ) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 12

13 Aperture und Clock Sampling Jitter Schalter offen (hold) x(t) x rms t tjtj track SNR = -20·log 10 (2πf·t j ) DSV 1, 2005/01, Rur, ADC-DAC, 13

14 DDS: Einsatzbeispiel s(t) cos(2πf 0 t) f 0 einstellbar (DDS) y(t) f f S(f) Y(f) = 0.5·S(f-f 0 ) + 0.5·S(f+f 0 ) f0f0 -f 0 Y(f) Verschiebung Zeitbereich Frequenzbereich DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 14

15 DDS: Grundprinzip Lookup-Tabelle mit N Werten einer Sinus-Periode Phase[n] = (Phase[n-1] + M) mod N (Phase entspricht Adresse) t 0 T s =1/f s TP f 0 = M·f s /N fsfs DAC (ZOH) t 0 T s =1/f s t T0T0 Fall M=2 DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 15

16 DDS: Blockdiagramm Phasenregister Tuning-Wort M Sinus Lookup- Tabelle DAC TP Referenz-Clock f s (f s 25…1000 MHz, je nach Baustein) w w w = Bits seriell oder parallel V ref Bit Bit DDS-Baustein (NCO) Phasen-Akkumulator w truncation DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 16

17 DDS: Spektrum f 0 =30 f s /2=50 70 f s = f [MHz] 0 dB -4 dB Kopien analoges TP-Filter SFDR Rauschen 22 DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 17

18 DDS: Eigenschaften schnelles und flexibles Frequenztuning neuen M-Wert seriell oder parallel laden und frei schalten sehr hohe Frequenzauflösung Beispiel AD9834: f s =50 MHz, 28-Bit Tuning-Wort => Δf < Hz spektrale Reinheit genügt vielen Anwendungen SFDR-Werte im Bereich dB kontinuierliche Phase Frequenzwechsel ohne Phasensprung oder mit definierter Startphase Frequenz- und Phasenumtastung (FSK/PSK) FSK: Umtasten zwischen 2 Tuning-Wörtern M 0 und M 1 Sweeping und Frequency Hopping (FH) FH: automatische, periodische Aktivierung verschiedener M-Werte relativ hoher Stromverbrauch Leistungsaufnahme steigt mit Abtastfrequenz stark an relativ hoher rms-Jitterwert als Clock-Signal für schnelle ADCs ungeeignet DSV 1, 2005/10, Rur, ADC-DAC, 18


Herunterladen ppt "Signal-Klassifizierung t x(t) t t t analoges Signal (zeit- und wertkontinuierlich) zeitdiskretes, wertkontinuierliches Signal digitales Signal (zeit- und."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen